固态拖线阵和液态拖线阵的试验分析

拖曳线列阵声纳以低频、大孔径等特点而受到关注。作为湿端的主要组成部分,拖线阵的发展也比较迅速。由于应用较早,液态拖线阵技术已经比较成熟。相比于液态拖线阵,固态拖线阵具有自身的特点,因此近年来对固态拖线阵的研究也逐渐增多。为了比较两种成阵工艺对拖曳线列阵性能的影响,进行了湖试,通过对湖试数据进行分析,比较两种拖线阵中阵元一致性和拖线阵波束形成性能的差异。结果表明,在阵元一致性方面,液态拖线阵和固态拖线阵的性能基本相似;在波束形成性能方面,静态时两者性能无明显的差别;在拖曳状态下,固态拖线阵对拖曳时产生的噪声敏感性低,因而具有更好的波束形成性能。     

固体拖曳线列阵流噪声试验研究

拖曳线列阵在现代海军反潜、海洋油气资源勘探中得到越来越广泛的应用。由于液体填充的拖曳线列阵机械强度低,抗蠕变性能差,使用过程中发生污染海洋环境的风险大,于是越来越多的国家开始研究固体填充的拖曳线列阵。固体拖曳线列阵具有更高的机械强度,良好的抗蠕变性能,可以在线阵全寿命期内保持圆截面特性,可靠性高,并具有抑制线阵中呼吸波和膨胀波的固有优势。介绍了固体拖曳线列阵流噪声特性试验方法和试验结果,并对试验结果及其原因进行分析。试验结果表明,频率f >40 Hz时固体线列阵的流噪声低于液体线列阵;对于串在一起拖曳的两种声学段其流噪声与前后顺序无关。     

基于多普勒-随机共振技术的高精度阵形估计系统研究

潜用拖曳线列阵声呐在拖曳过程中,随着潜艇的运动状态变化,其线阵阵形会产生一定的畸变。速度越慢,其畸变幅度越大。阵形畸变,将影响声呐的探测性能。为有效提高拖曳声呐的探测能力,需对阵段不同拖曳状态进行阵形变化研究。基于以上研究需求的基础上,使用随机共振技术和阵元多普勒频移特性,在实验室或湖上构建了阵形估计系统,该系统可对不同拖曳状态的测试阵段实时地精确估计阵形,满足拖曳线列阵声呐阵形估计技术研究的需求。     

一种测量拖线阵自噪声的系统

本文介绍一种测量线列阵拖曳噪声的方案,给出用构成系统对声阵样段进行拖曳噪声测量的结果。试验证明,该系统构思正确,运行可靠,达到了预定的目标。     

拖曳线列阵声纳护套用聚氨酯的声学性能及材料体系

流噪声是影响拖曳线列阵声纳信噪比的一种主要自噪声。首先通过介绍湍流边界层脉动压力的产生及其对护套的作用方式，探讨了拖曳线列阵声纳护套内流噪声的产生机理；其次通过分析聚氨酯（PU）的透声和降噪机理，讨论了PU的声学性能；最后从PU单一体系和互穿聚合物网络（IPN）两个方面，分析比较了护套用PU的材料体系。     

矢量拖曳式线列阵声呐流噪声影响初探

研究矢量拖曳式线列阵声呐护套管内的流噪声场。根据湍流边界层脉动压力谱的Corcos模型,采用频率-波数域上的二维谱方法,分析了流噪声对矢量拖曳式线列阵声呐的影响。给出了护套管内流噪声场声压和质点声振速的一般表达式,并由波数积分法得到护套管内点接收器、有限几何尺寸水听器和水听器阵列输出的流噪声各分量的功率谱。数值结果表明,矢量拖曳式线列阵声呐对流噪声的轴向分量十分敏感,在流噪声控制背景下,矢量阵的工作性能将退化为常规阵。     

声学聚氨酯的研究进展

概述了热塑性聚氨酯（TPU）在声学领域的最新研究进展,内容涉及与TPU在声学领域应用有关的高粘弹性TPU用作阻尼材料的填充体系和IPN体系及其在透声降噪方面的两种用途,重点讨论了TPU用作水声换能器包敷材料和拖曳线列阵声呐护套材料的透声降噪机理,指出了深入研究拖曳线阵声呐护套用TPU材料的必要性。     

被动拖曳线列阵机动过程中的频域宽带波束形成

为了进一步提高拖曳线列阵水下工作性能,首先通过对拖曳线列阵机动(转弯)过程建模,并根据所建模型计算出各阵元的实时位置,再推导畸变阵的频域宽带波束形成,并通过仿真实验对该畸变阵波束形成理论进行验证。同时,根据实际情况的偏差分析,比较估计阵形误差大小对目标检测效果的影响,并分析其在工程上的可行性。     

线列阵在密闭管中的自由场校准

由于拖曳线列阵很长，工作频率很低，用常规的自由场方法是很难对其进行校准的。本文提出了一种在密闭管中测量线阵的自由场复数灵敏度和指向性图的方法。已经开发了一个初型校准系统，系统的频率范围从２０Ｈｚ到６００Ｈｚ，管中所得的测量结果与理论曲线符合很好。因此，线列阵管中校准方法是一种在低频情况下校准线列阵的十分有效的方法。     

1基于以太网的拖曳式线列阵声纳数据传输系统设计

1引言 随着低噪声潜艇和隐身技术的发展,潜艇水下辐射噪声和目标强度进一步下降,声纳探测更加困难.水面舰艇用的主/被动拖线阵声纳,具有较大的空间增益,可以利用传播损失相对较小、目标反射本领较大的低频信号,已被证明是拖线阵声纳的重要发展方向.其中,基阵信号的远距离传输是拖曳式线列阵声纳的关键技术之一.数据传输技术应用于拖曳式线列阵多传感器信号的实时数字传输,与传统的拖曳式线列阵相比,最大的不同点就是传感器信号的远距离传输采用数字信号,而不是模拟信号,这样可以克服模拟信号传输衰减、干扰大等问题.早期限制数字拖曳式线列阵发展的主要因素是数字信号传输问题,然而随着数字技术的发展,尤其是超大规模集成电路技术、光纤技术的突飞猛进,设计小型化、高速率的新型拖曳式线列阵声纳数字传输系统成为可能.     

线列阵的管中自由场校准

线列阵工作频率很低,声段的孔径很大,用现有的设施和常规自由场方法很难对其进行校准。本文提出一种在刚性管中校准线列阵声性能的新方法,说明这一校准方法的基本原理。测得的线阵指向性图和理论计算结果吻合很好,初型实验系统校准频率范围为20～600Hz。     

拖曳线列阵流噪声抑制实验

拖曳流噪声主要由流激缆阵振动和湍流边界层起伏压力引起的两大类噪声组成。已有研究表明当拖曳线列阵声纳达到一定拖速后,流噪声是限制低频拖曳线列阵声纳探测性能的主要因素,因此,研究流噪声抑制方法对提高低频拖曳线列阵声纳探测能力具有重要的意义。通过设计不同测量阵段构建流噪声测量系统,利用实验测量数据研究流噪声空间相关性和流噪声抑制方法。通过研究表明,利用4~20个密排水听器构成水听器组较单个水听器在500Hz以下可提高8 dB~15 dB左右的流噪声抑制能力,同时也可通过柔性的水听器安装结构达到抑制流激振动流噪声效果。     

拖线阵声呐若干信号处理问题分析

研究分析了拖曳式线列阵声呐（包括单线阵和多线阵）的有关信号处理方法及其性能,包括阵增益、宽带指向性函数、方位估计的性能限、目标左右舷分辨以及对模型误差宽容的波束形成方法等。指出单线阵的阵增益和方位估计精度是一个重要指标,利用多线阵的水平孔径可以区分目标的左右舷方位。结合拖线阵的湖、海试实验,说明拖线阵信号处理的工程应用情况。     

潜用拖曳线列阵声呐的发展及战术使用

本文简述了拖曳线列阵声呐的优点和发展概状;说明了我国发展拖线阵声呐的必要性和应遵循的基本原则;给出了系统配置和方案设想以及战术使命。     

拖曳线列阵隔振模块采用遗传算法的参数优化

为了更好地预报拖曳线列阵隔振模块的隔振性能,利用有限元软件ANSYS建立拖曳线列阵隔振模块的二维参数化流固耦合模型,并考虑负载(声振模块)对隔振模块的影响,将伪并行改进遗传算法与ANSYS参数化设计语言APDL相结合,实现对隔振模块主要性能参数的优化计算,得出激励频率为20 Hz和40 Hz时,隔振模块最优内部充油密度、护套弹性模量、隔振组件弹性模量和隔振量的数值。     

船载式水声测量的垂直线列阵声学性能分析

在舰艇辐射噪声、低频声散射特性测试和匹配场定位中,垂直线列阵已经得到广泛应用.但是,由于测试平台相对运动和海流流速的影响,垂直线列阵的阵形会发生形变,严重影响线列阵的波束性能和处理效果.本文对线列阵的水下受力进行了分析,分别对常规圆柱形线列阵和流线型线列阵不同流速、不同配重下的偏移角度、有效长度和波束性能进行了理论仿真,并对常规圆柱阵和改进后的流线型线列阵的水下姿态和背景噪声进行了对比测试和分析,计算和试验结果表明:经"毛发"型结构改进后的垂直线列阵可有效降低线列阵的水下流体阻力,在较低配重条件下即可保证线列阵的水下阵形和波束性能,在300Hz以下可降低低频振动和流噪声5dB~20dB.     

四分之一波长间距阵抗拖船干扰研究

为改善拖曳线列阵声呐的尾向探测能力,降低拖船噪声对半波长间距阵尾向探测性能的制约,本文关注四分之一波长间距阵对连续波信号和带限噪声的响应。研究表明,四分之一波长间距阵具有非对称的端向指向性,与半波长间距阵相比有约20 d B的空间抑制能力,能有效抑制拖船辐射噪声干扰。本文还提出用零陷权组合传感器构成四分之一波长间距阵,理论上其抗拖船噪声干扰的效果比四分之一波长间距阵更好。     

拖曳声纳阵隔振模块性能实验分析

在现代反潜、海洋水文和资源勘探测量中，拖曳线列阵声纳得到了越来越广泛的应用。为了进一步提高拖曳式声纳的工作性能，必须在声阵模块前、后插人性能优良的隔振模块。本文对隔振模块在水下的隔振性能进行了测量。结果表明：隔振模块的隔振性能与其长度、所受到的拉力及激振力的频率和幅值有关。其中隔振模块的长度和激振力的频率是影响隔振效果的主要因素。随着隔振模块长度的增加，其隔振效果将变得越来越好。在长度、激振力相同的情况下，拉力小时隔振效果较好。在其他条件相同时，激励频率越大，隔振效果越好。在相同拉力和激振力作用下，隔振模块的隔振效果的起始频率随隔振模块的长度增加而减小。     

拖曳声纳阵隔振模块性能计算分析

在现代反潜、海洋水文和资源勘探测量中，拖曳线列阵声纳得到了越来越广泛的应用。为了进一步提高拖曳式声纳的工作性能，必须在声阵模块前、后插入性能优良的隔振模块。本文利用有限元法计算分析了隔振模块在水下的隔振性能。计算表明：隔振模块的隔振性能与其长度、阻尼、所受到的拉力和激振力有关。其中隔振模块的长度是影响隔振效果的主要因素。随着隔振模块长度的增加，其隔振效果将变得越来越好。在长度、阻尼、激振力相同的情况下，拉力小时隔振效果较好。在其他条件相同时，激励频率越大，隔振效果越好；阻尼越大，隔振效果越好。在相同拉力和激振力作用下，隔振模块的隔振效果的起始频率随隔振模块的长度增加而减小。     

60瓦半导体激光器光纤耦合器件

应用光纤列阵耦合方式，对大功率半导体激光器线列阵输出光束的快轴方向用一根柱透镜准直，准直后的光束耦合到光纤列阵中，实现出纤功率为60瓦的大功率半导体激光二极管线列阵光纤耦合器件，耦合效率大于80％，光纤的数值孔径NA为0．11。